CN104362874A - 一种抑制模块化光伏逆变器环流的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抑制模块化光伏逆变器环流的方法，通过设置一个同步信号，传输给各个用于控制光伏逆变器并产生PWM波的控制器，然后进行载波同步。进一步地，当同步信号出现上升沿或者下降沿时，将各个控制器的计数器清零，来完成载波同步。通过该方式，即可实现模块化光伏并网逆变器中每个控制器生成的PWM波的载波同步，从而能够抑制模块环流的产生，降低了光伏逆变器系统的损耗，避免了并联逆变器模块电流应力的不均衡和电磁干扰，增加了开关器件的寿命，提高了逆变器的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制模块化光伏逆变器环流的方法，属于光伏发电领域。
背景技术
随着传统能源的日益枯竭和由于使用化石能源所带来的环境污染和温室效应，可再生能源必将逐步取代传统能源，成为未来能源结构中的主导。而可再生能源中的太阳能，由于其自身的各种优势，将占据未来世界能源结构的重要地位，成为未来世界能源的主体。
目前所建的大规模光伏电站一般采用单机大功率拓扑，但其存在可维护性差、低功率下并网THD高等缺点。光伏逆变器采用模块化并联技术，在模块故障时，能够只关闭故障模块；模块具备热插拔功能，更换维护方便；模块智能休眠技术，能够提高低功率点的效率，且降低小功率点的THD。总的来说，采用模块化技术，提高了逆变器的可靠性，提高了逆变器的发电量。故大规模光伏电站所用逆变器有向模块化逆变器转变的趋势。
采用模块化光伏逆变器，由于各个模块控制器中的DSP采用的晶振多少有误差，使得各个模块的DSP运行速度不是完全相同，因此各个模块输出的PWM也具有差异，如图1所示。由于模块化逆变器的交直流侧直接相连，在模块的PWM载波不同步的时候，将会产生很大的环流，如图2所示。
模块间的环流会增加光伏逆变器系统的损耗，降低系统的效率，造成并联逆变器模块电流应力的不均衡和严重的电磁干扰，影响开关器件的寿命。为抑制该环流，除增加相应的算法外，首先要保证逆变器模块的PWM载波同步。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制模块化光伏逆变器环流的方法，用以解决模块间的环流导致光伏逆变器系统的损耗的增加，系统的效率降低，并造成并联逆变器模块电流应力的不均衡和严重的电磁干扰，影响开关器件的寿命的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：一种抑制模块化光伏逆变器环流的方法，设置一个同步信号，传输给各个用于控制光伏逆变器并产生PWM波的控制器，进行载波同步。
当同步信号出现上升沿或者下降沿时，将各个控制器的计数器清零，来完成载波同步。
从各控制器中选择一个为用于产生同步信号的主控制器。
主控制器中的DSP通过光纤连接其余控制器中的DSP，所述光纤用于传输同步信号。
本发明的有益效果是，通过设置一个同步信号，传输给各个用于控制光伏逆变器的控制器，然后进行载波同步。进一步地，当同步信号出现上升沿或者下降沿时，将各个控制器的计数器清零，来完成载波同步。通过该方式，即可实现模块化光伏并网逆变器中每个控制器生成的PWM波的载波同步，从而能够抑制模块环流的产生，降低了光伏逆变器系统的损耗，避免了并联逆变器模块电流应力的不均衡和电磁干扰，增加了开关器件的寿命，提高了逆变器的效率。
附图说明
图1是DSP晶振差异导致PWM载波差异的示意图；
图2是模块化逆变器环流示意图；
图3是模块化逆变器主从控制架构示意图；
图4是模块控制器DSP程序流程图；
图5是模块化逆变器载波同步示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
一种抑制模块化光伏逆变器环流的方法，设置一个同步信号，传输给各个用于控制光伏逆变器并产生PWM波的控制器，进行载波同步。
基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个具体实施方式。
光伏并网逆变器控制芯片一般采用DSP，模块化逆变器采用的主从控制架构，主控制器中的DSP通过光纤连接各个模块控制器中的DSP，如图3所示。
主控制器中的DSP生成的PWM波作为同步信号，以DSP2812为例，将其中一个I/O口配置成PWM输出口，在程序中设置计数器，使其输出光伏逆变器模块工作开关频率的方波。
将该方波信号经过主控制器上的电光转换模块转换成光信号，通过光纤连接到每个模块控制器。通过光信号传输能够增强信号的抗干扰能力，避免了用电信号传输导致的同步信号易受干扰的问题。
主控制器的同步信号经过光纤传送到各个模块控制器后，在模块控制器中经过电光转换，恢复成PWM方波信号，连接到各个模块控制器中DSP的外部中断引脚(以DSP2812为例，可选择XINT1、XINT2、XINT13)。
模块控制器DSP程序按图4所示结构编制，其中主中断的中断源设为同步信号连接的外部中断，设为上升沿或者下降沿触发。
控制各个逆变器中的开关元件通断的PWM波由DSP中的PWM单元生成，PWM波的载波由DSP中的计数器产生。
以同步信号上升沿为例，每次在进入外部中断后，将各个模块控制器中的计数器的计数值清零，即可实现模块控制器的PWM载波同步，具体实现如图5所示。
通过该方式，即可实现模块化光伏并网逆变器中每个模块生成的PWM波的载波同步，从而能够抑制模块环流的产生，提高了逆变器的效率。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种抑制模块化光伏逆变器环流的方法，其特征在于，设置一个同步信号，传输给各个用于控制光伏逆变器并产生PWM波的控制器，进行载波同步。
2.根据权利要求1所述的抑制模块化光伏逆变器环流的方法，其特征在于，当同步信号出现上升沿或者下降沿时，将各个控制器的计数器清零，来完成载波同步。
3.根据权利要求2所述的抑制模块化光伏逆变器环流的方法，其特征在于，从各控制器中选择一个为用于产生同步信号的主控制器。
4.根据权利要求3所述的抑制模块化光伏逆变器环流的方法，其特征在于，所述主控制器中的DSP通过光纤连接其余控制器中的DSP，所述光纤用于传输同步信号。
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2014
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